$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Constitutieve tyrosine kinaseactiviteit van BCR-ABL1 fusion oncogen veroorzaakt CML, waarmee een grondgedachte te richten op het kinaseactiviteit door klein molecuul remmers. Het succes van TKIs bij de behandeling van CML-patiënten een revolutie teweeggebracht in het concept van gerichte therapie1,2. Anti-kinase therapie als precisie medicijn werd vervolgens ontwikkeld voor verschillende andere maligniteiten, met inbegrip van solide tumoren. Tot nu toe zijn meer dan dertig kinase-remmers goedgekeurd door de Verenigde staat FDA voor de behandeling van verschillende maligniteiten. Terwijl TKI behandeling zeer effectief is in het onderdrukken van de ziekte, is het niet curatief. Bovendien, een kleine populatie van kankercellen aanhoudt tijdens de behandeling: de MRD3,4,5. Zelfs patiënten die volledige verlossing toonde zitten met MRD, die uiteindelijk resultaten in herval zo niet voortdurend onderdrukt. Daarom is de uitroeiing van MRD cellen die nodig zijn om een duurzaam of curatieve antwoord. CML vertegenwoordigt een waardevolle paradigma voor het definiëren van het concept van precisie geneeskunde, mechanismen van oncogenese, rationeel doel-directed therapeutiek, progressie van de ziekte en resistentie. Echter, zelfs vandaag de dag, het rijden van TKI-veroorzaakte celdood in kankercellen mechanisme niet volledig wordt begrepen, noch waarom MRD cellen (bestaat uit leukemische cellen van de stam [LSCs]) intrinsiek resistent zijn tegen TKIs4,6. Niettemin, het verschijnsel van de "oncogen afhankelijkheid" mutant kinase oncoprotein is betrokken bij TKI werkzaamheid waar de acute remming van gerichte oncogen door TKIs veroorzaakt een oncogene schok die tot een enorme proapoptotic reactie of onbeweeglijkheid in cel leidt context-afhankelijke manier6,7,8,9. De mechanistische onderbouwing van oncogen afhankelijkheid ontbreekt echter. Recente studies hebben betrokken dat groeifactor signalering oncogen afhankelijkheid intrekt en bijgevolg weerstand tegen TKI therapie10,11,12 verleent. Daarom, om inzicht te krijgen in het mechanisme van oncogen afhankelijkheid, we uitgevoerd geheel-genoom expressie profilering van het BHG-ABL1 verslaafd en nonaddicted cellen (gegroeid met groeifactoren), waaruit bleek dat c-Fos en Dusp1 kritische bemiddelaars van zijn oncogen verslaving13. De genetische schrapping van c-Fos en Dusp1 is synthetische dodelijke tot de BCR-ABL1-uiting van cellen en de muizen gebruikt in het experiment deed niet leukemie te ontwikkelen. Bovendien genezen de remming van c-Fos en DUSP1 door een klein molecuul remmers CML BCR-ABL1-geïnduceerd in muizen. Uit de resultaten blijkt dat de niveaus van de expressie van c-Fos en Dusp1 de apoptotic drempel in kankercellen definiëren, zodanig dat lagere niveaus drug gevoeligheid, verlenen terwijl hogere weerstand tegen therapie13veroorzaken.
Ter identificatie van de genen die de afhankelijkheid oncogen rijden, wij meerdere geheel-genoom expressie profilering van experimenten in aanwezigheid van groeifactor en een TKI (imatinib) met behulp van de muis- zowel CML patiënt-afgeleide cellen (K562) uitgevoerd. Deze gegevens werden geanalyseerd in parallel met CML-patiënt gegevenssets verkregen CD34+ hematopoietische stamcellen voor en na behandeling met imatinib. Deze analyse bleek drie genen (een transcriptiefactor [c-Fos], dual specificiteit fosfatase 1 [Dusp1], en een RNA-bindende eiwit [Zfp36]) die worden meestal upregulated in TKI-resistente cellen. Voor het valideren van de betekenis van deze genen in de overdracht van resistentie, we stapsgewijze in vitro en in vivo analyse uitgevoerd. De niveaus van de expressie van deze genen werden bevestigd door real-time qPCR (RT-qPCR) en het westelijke bevlekken in resistente cellen. Verder, cDNA overexpressie en knockdown door shRNA haarspelden van c-Fos, Dusp1, en Zfp36 onthuld dat verhoogde c-Fos en Dusp1 expressies zijn voldoende en moeten verlenen TKI weerstand. Dus wij uitgevoerd een in vivo validatie met Muismodellen c-Fos en Dusp1 alleen. Voor de genetische validatie van c-Fos en Dusp1, we ROSACreERT-afleidbare c-Fosfl/fl muizen (voorwaardelijke knockout)14 gemaakt en stak ze met Dusp1- / - (rechte knockout)15 te maken ROSACreERT2-c-Fosfl/fl Dusp1- / - dubbel-transgene muizen. Beenmerg-afgeleide c-Kit+ cellen (vanaf c-Fosfl/fl-, Dusp1- / --, en c-Fosfl/flDusp1- / -) uitdrukken BCR-ABL1 werden geanalyseerd in vitro in een kolonie-vormende eenheid (CFU) assay, en in vivo door beenmergtransplantatie in dodelijk bestraalde muizen, voor het testen van de eis van c-Fos en Dusp1 alleen of samen in ontwikkeling van leukemie. Ook de chemische remmingen van c-Fos door DFC (difluorinated curcumine)16 en Dusp1 door het BCI (benzylidene-3-(cyclohexylamino)-2,3-dihydro-1H-inden-1-one)17 werden getest in vitro en in vivo met BCR-ABL1-uiting, bot de cellen van het beenmerg-afgeleide c-Kit+ van de wild-type (WT) muis. Om te bevestigen de eis van c-Fos en Dusp1 in leukemische cellen van de stam, we gebruikt een CML muismodel waar BCR-ABL1 in de cellen van de stam specifiek was geïnduceerd door doxycycline (Tet-transactivator spreekt onder lymfkliertest stamcel leukemie (SCL) gen 3' enhancer verordening)18,19. We gebruikten het beenmerg Lin-Sca+c-Kit+ (STL) cellen van deze muizen in een in vivo transplantatie assay. Bovendien, wij gevestigd phopsho-p38 niveaus en de uitdrukking van IL-6 als farmaco-dynamic biomarkers voor Dusp1 en c-Fos inhibitie, respectievelijk, in vivo. Ten slotte uit te breiden van de studie voor menselijk relevantie, patiënt-afgeleide CD34+ cellen (gelijk aan de c-Kit+ cellen van muizen) werden onderworpen aan langdurige in-cultuur-initiëren cel vitrotests (LTCIC) en een in vivo gehumaniseerd muismodel van CML20,21. De immunodeficiëntie muizen waren getransplanteerde met CML CD34 + cellen, gevolgd door de medicamenteuze behandeling en analyse van overleving van de menselijke leukemische cel.
In dit project ontwikkelen we methoden voor target identificatie en validaties zowel genetische en chemische hulpprogramma's, met behulp van verschillende preklinische modellen. Deze methoden kunnen met succes worden toegepast voor het valideren van andere doelen die ontwikkeling van chemische modaliteiten voor therapeutische ontwikkeling.